Доцент Кухарь В.Ю.

кафедра горных машин и инжиниринга, ГВУЗ "НГУ"

Курс Подъемно- транспортные машины

Лекция 6

ВЫБОР СОСТАВЛЯЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

В электрических приводах крановых механизмов применяют специальные

крановые электродвигатели

.

Они способны: работать в кратковременно-повторном режиме; воспринимать перегрузку до трехкратного номинального момента. Крановые электродвигатели выпускаются в закрытом и защищенном исполнениях.

ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Требования к крановым электродвигателям – способность сохранять установленный тепловой режим при работе на повторно кратковременном режиме в течении практически неограниченного времени с заданной продолжительностью – способность обеспечивать разгон механизма в заданный период включения; времени; – способность выдерживать большие перегрузки в периоды неустановившегося движения.

ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Наиболее часто применяют электродвигатели: -

трехфазного тока

напряжением 220 и 380 В; -

асинхронные

; с

короткозамкнутым ротором

при мощности до 7...8 кВт; с

фазовым ротором с контактными кольцами

при мощности более 8 кВт.

ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Двигатели с короткозамкнутым ротором MTKF и МТКН Достоинства

: просты; удобны в управлении включением.

Недостатки

: увеличение до семи раз тока при включении; неприспособленность для регулирования скорости.

Крановый электродвигатель MTKH 111 6 3,5 кВт 920 мин -1 Крановый электродвигатель MTKF 411-8, 15 кВт 920 мин-1

ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

В приводах малой мощности (до 5 кВт) можно применять общепромышленные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором единой серии 4А или АИР Электродвигатель АИР 90 L4 2,2 кВт 1500 мин -1

ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Крановые электродвигатели переменного тока с фазовым ротором

(серии MTF и МТН) и контактными кольцами: удовлетворительно работают при частых пусках; допускают регулирование скорости.

Электродвигатель MTF 412-8 22 кВт 715 мин -1 Электродвигатель MTH 200 LB 8, 22 кВт 715 мин -1

ВЫБОР ПРИВОДНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ Предварительный выбор типоразмера электродвигателя для механизма подъёма производится по статической мощности, т.е. по мощности, соответствующей установившемуся движению механизма.

При этом не следует допускать чрезмерных запасов мощности, т. к. это в конечном итоге ведёт к увеличению веса и стоимости механизма.

СТАТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ ПРИВОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Скорость навивки каната на барабане, м/сек U к  U г  k п , где U г k п скорость подъёма груза, м/сек; – кратность полиспаста.

СТАТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ ПРИВОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Крутящий момент на барабане, Н/м где S б M п  S б  D m  a , 2 усилие в набегающем на барабан канате, Н; D m – эффективный диаметр барабана ( при навивке на него каната в несколько слоёв), м; a число ветвей каната, одновременно навиваемых на барабан.

СТАТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ ПРИВОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Частота вращения барабана, мин -1 где D m n б  60 U  D m к , – эффективный диаметр барабана ( при навивке на него каната в несколько слоёв), м.

СТАТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ ПРИВОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

При многослойной навивке каната на барабан и постоянной частоте вращения барабана скорость каната и скорость подъёма груза переменна.

Для m-го слоя навивки линейная скорость каната навивки на барабан, м/с U к      n б 60    D m , где D m – эффективный диаметр барабана ( при навивке на него каната в несколько слоёв), м.

СТАТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ ПРИВОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Необходимая статическая мощность двигателя, кВт N ' где М п момент, Нм.

 M 9550 п n  б мех ,

СТАТИЧЕСКАЯ МОЩНОСТЬ ПРИВОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ

По полученному значению мощности N’ по каталогу подбирают крановый двигатель мощностью N, числом оборотов вала n включения ПВ.

б и продолжительностью

Выбрав двигатель по статической мощности, его проверяют на пусковой момент и на нагрев.

ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ НА ПУСКОВОЙ РЕЖИМ

Имеет своей целью определение времени разгона (пуска) механизма, снабжённого выбранным по статической мощности двигателем, которое обычно принимается для механизма подъёма в пределах: Tп ≥ 5 ν гр сек.

где ν гр – скорость подъёма в м/сек.

ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ НА НАГРЕВ

Крановые электродвигатели имеют

переменную номинальную мощность

, зависящую от режима их использования (от продолжительности включения). Двигатели выпускают для трех различных режимов работы: ПВ=15%, ПВ=25%, ПВ=40%. Для конкретного электродвигателя каждому из этих трех режимов отвечает

своя допустимая мощность

.

ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ НА НАГРЕВ

Номинальной считается мощность при ПВ = 40 %.

Допустимая мощность при ПВ ≠ 40 %

периоды t i

N х



N ном ПВ ПВ ном х

, При работе двигателя с переменной мощностью N i в установочную мощность его определяют из эквивалентного нагрева

N уст

  

N t i i

2

t i

, Максимальный момент двигателя достаточен для преодоления внешних сопротивлений в период пуска

ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ МЕХАНИЗМА

Общее передаточное число между двигателем и канатным барабаном i  n дв n б

ВЫБОР РЕДУКТОРА

По передаточному отношению i, моменту М дв мощности N и числу оборотов n дв или по каталогу выбирается тип и компоновочная схема редуктора (в основном, горизонтального исполнения).

Редуктор крановый цилиндрический горизонтальный с зубчатой полумуфтой на выходном валу

РК-600

Редуктор крановый цилиндрический горизонтальный

РК

-

500

ТОРМОЗНОЙ МОМЕНТ

Тормозной момент меньше движущих моментов на основных валах, так как внутренние сопротивления в механизме, учитываемые его К.П.Д., способствуют торможению механизма

Статический момент от веса груза

, приведенный к валу двигателя, Нм M гр  QD б 2k  n i

мех

ТОРМОЗНОЙ МОМЕНТ Необходимый тормозной момент

момента от веса груза на величину

запаса торможения К

, создаваемый тормозом, должен быть больше статического

коэффициента т

M т  M гр  К т

Коэффициент запаса торможения К т

(по нормам Госгорпромнадзора): при лёгком режиме эксплуатации К т =1,5; при среднем режиме эксплуатации К т =1,75; при тяжёлом режиме эксплуатации К т =2,0

ВЫБОР ТОРМОЗА

По величине М т в месте установки тормоза на механизме выбирают колодочный тормоз и диаметр тормозного шкива. ТКГ (с электрогидро толкателем) ТКТ (с электромагнитом переменного тока МО) Колодочные тормоза ТКП (с соленоидным электромагнитом постоянного тока МП)

КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

При компоновке механизма следует стремиться к: рациональному размещению сборочных единиц, компактности механизма, надежности в работе механизма, удобству обслуживания и экономичности.

Также следует учитывать размещение других элементов на раме механизма.

КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА Достоинства:

удобство монтажа и обслуживания,

Недостатки:

большие габариты механизма из-за расположения двигателя и барабана по разные стороны от редуктора; увеличенные габариты и осевые размеры соединительных муфт.

КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

-

Достоинства:

компактность механизма,

Недостатки:

большой габарит механизма по ширине из-за значительных размеров муфты, соединяющей редуктор с барабаном

КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

-

Достоинства:

компактность механизма, блочность механизма, передача крутящего момента непосредственно с редуктора на барабан , -

Недостатки:

сложность изготовления

КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА Достоинства:

возможность реализации больших передаточных чисел ,

Недостатки:

повышенный износ открытой зубчатой пары

КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

Выбранное оборудование устанавливают так, чтобы их оси вращения лежали в одной горизонтальной плоскости. При этом всегда оказывается, что расстояние по высоте от оси до опорных площадок сборочных единиц разное. Определяющим размером положения лебедки является высота вала редуктора .

КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА Рама

из швеллеров Для объединения сборочных единиц в один законченный механизм и устранения разности высот осей вращения сборочные единицы устанавливают на

рамы

в виде сваренных из прокатных профилей конструкций.

КОМПОНОВКА МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

На компоновочной схеме относительное положение отдельных сборочных единиц фиксируют размерами, одни (отмечены звездочками) берут из предварительных расчетов и по справочникам на стандартные изделия, остальные рассчитывают